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時(shí)至今日碳纖維自行車已經(jīng)不再神秘，經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，自行車領(lǐng)域的碳纖維技術(shù)也已較為成熟。各品牌所用的碳纖維技術(shù)一般在新品發(fā)布時(shí)也會(huì)提及，基本就是一連串的英文單詞，通常會(huì)告訴大家使用該技術(shù)會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)哪些性能上的改變，比如剛性及舒適性的提升、重量的下降等等。出于對(duì)自家技術(shù)的保密，品牌通常不會(huì)在技術(shù)上做深入的解釋。

近幾年勢(shì)頭迅猛的德國(guó)品牌CUBE于2015年發(fā)布了其最新的碳纖維技術(shù)“C68（Composite 68）”，光從名字看，要比通常所見(jiàn)到的技術(shù)要簡(jiǎn)短得多。C68是什么含義？要理解C68的含義還得從近幾年的碳纖維車架發(fā)展說(shuō)起。

碳纖維目前幾乎已經(jīng)壟斷自行車的高端車型，這種材料的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，輕量、高剛性、高強(qiáng)度、高舒適性、高可塑性，這些都是碳纖維的標(biāo)簽，各品牌改進(jìn)碳纖維產(chǎn)品的方向也主要在這幾個(gè)標(biāo)簽上做文章。

縱觀碳纖維自行車的發(fā)展，其發(fā)展方向主要為減重、增強(qiáng)剛性。而各品牌所做的大多則是考慮在不降低剛性的情況下，車架的哪些部分減少碳布的使用量從而降低重量。除此就是優(yōu)化碳布排列設(shè)計(jì)和外部架形設(shè)計(jì)，再就是不斷引入高性能碳布。

以上這些是優(yōu)化車架的必經(jīng)之路，CUBE在發(fā)展其車架的路程中也在做這些工作。除此之外，CUBE另辟奇徑提出了一種全新的理念：車架中碳纖維含量的提高可以提升車架的品質(zhì)。說(shuō)到這里，可能有些看官會(huì)覺(jué)得奇怪，車架不是全碳的嗎？怎么會(huì)有碳纖維含量一說(shuō)。其實(shí)不然，碳纖維車架是由碳布鋪疊而成，而碳布則由碳絲和樹(shù)脂組成，碳絲必須通過(guò)樹(shù)脂的粘合才能形成碳布，通常情況下碳纖維車架中的碳纖維含量只有60%，樹(shù)脂占40%。說(shuō)到這里，C68的含義就不言而喻了，CUBE C68的意思就是車架中的碳纖維含量達(dá)到68%，相比常規(guī)的車架提升8個(gè)百分點(diǎn)。

碳纖維車架的材料由碳纖維和樹(shù)脂組成，全名為碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料，通常情況下碳纖維車架中的碳纖維與樹(shù)脂的含量比是60:40。而碳纖維的力學(xué)性能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)樹(shù)脂，因此碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的機(jī)械性能會(huì)隨碳纖維含量的增加而加強(qiáng)。打個(gè)形象的比方，碳纖維類似鋼筋，樹(shù)脂則類似水泥，鋼筋使用量增加則能明顯提升鋼筋混泥土的牢固度，這就是C68理念的來(lái)源之處。

至此大家可以看出C68是一個(gè)整體概念，而不是單純的一種碳纖維材料。那CUBE是如何完成C68這個(gè)理念的呢？CUBE為實(shí)現(xiàn)C68技術(shù)，需要在不破壞碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料完整性的前提下盡可能地減少樹(shù)脂的使用。為此CUBE采用了兩種方法：一是完善碳纖維車架的制程，使碳纖維排布更加平整，盡可能地消除車架內(nèi)部多余的樹(shù)脂，尤其是車架轉(zhuǎn)折處；二是完美組合各種碳纖維材料，如40T&30T材料，另外還使用了Spread Tow Fibers。整個(gè)車架由超高模碳布、中等級(jí)模量碳布及Spread Tow 編織碳布組成。

超高模碳布主要作用是提升車架的剛性，中等級(jí)模量碳布則是用于完成車架的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，Spread Tow則用于幫助車架降低整體的樹(shù)脂使用量。

前兩種材料大家都有較多的了解，這里主要介紹一下Spread Tow Fibers，在介紹這種碳布之前，先介紹一下單向碳布跟編織碳布。下圖就是單向碳布，顧名思義就是單一方向的碳布，所有碳絲平行排列。這種碳布的優(yōu)勢(shì)在于在其排列方向上其力學(xué)性能無(wú)可比擬，但一旦施力角度與碳絲排列方向夾角變大，其性能將急劇下降，垂直于碳絲排列方向施力時(shí)，碳布的性能最低。在垂直方向上施力，碳布的承受力來(lái)自于碳纖維與樹(shù)脂的結(jié)合度，一旦樹(shù)脂破裂，碳布也就破裂了。單向碳布這一特性決定了在頭管、五通等非平直區(qū)域無(wú)法使用大張的單向碳布來(lái)鋪疊，同時(shí)由于這些區(qū)域受力復(fù)雜，需要采用多層多角度的小塊單向碳布來(lái)組合鋪疊以滿足性能需求，這就造成了車架的這些區(qū)域又厚又重。

單向碳布示意圖

單向碳布實(shí)物圖

編織碳布是將碳束交叉編織成布，由于碳絲之間垂直交叉，使得編織碳布可以承受各個(gè)方向的力。

在很多時(shí)候，碳架產(chǎn)生裂紋并非碳絲斷裂而是樹(shù)脂產(chǎn)生脫層，這也是單向碳布最大的缺陷。

由于單向碳布的性能具有極強(qiáng)的方向局限性，因此車架內(nèi)部的碳纖維排列極為復(fù)雜，各塊獨(dú)立的碳布無(wú)法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)高性能，需要各塊碳布彼此“借力”以應(yīng)對(duì)非自身排列方向上的受力，一旦“借力”失敗就面臨破裂的風(fēng)險(xiǎn)。編織碳布就有效解決了單向碳布的這一問(wèn)題，其具備優(yōu)秀的層間剪應(yīng)力，可應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的應(yīng)力問(wèn)題。

3K編織碳布

當(dāng)然常規(guī)的編織碳布也有其缺點(diǎn)。第一，與單向碳布相比，在單向碳布的碳絲排列方向上同等碳絲量的編織碳布性能不如單向碳布。第二，編織后的碳布相比單向碳布要厚很多，常規(guī)的3K編織碳布厚度為0.2mm。這兩項(xiàng)短板造成常規(guī)的編織碳布沒(méi)有被大量使用，大部分時(shí)候只用于受力復(fù)雜區(qū)域。

Spread Tow Fibers

SpreadTow碳布由高模碳布經(jīng)過(guò)高壓等程序先壓扁后再經(jīng)過(guò)編織而成

由上方的示意圖可看出，C68車架可以以超低的厚度完成多張?zhí)疾嫉匿伅B以此來(lái)增強(qiáng)車架性能。

Spread Tow碳布由于經(jīng)過(guò)多重特殊加工處理，其相比傳統(tǒng)編織碳布有三個(gè)優(yōu)勢(shì)：第一，單向碳布在編織前進(jìn)行了特殊加壓處理，所以做出來(lái)的編織碳布要比傳統(tǒng)的編織碳布薄很多，Spread Tow碳布的厚度為幾乎為3K編織碳布的三分之一。第二，由于編織前的單向碳布經(jīng)過(guò)高壓處理具有優(yōu)秀的平直性，使得編織后的碳布性能更加優(yōu)秀。第三，經(jīng)過(guò)兩次的特殊處理，使得碳布的樹(shù)脂含量降低。

我們?cè)贑UBE C68整車的外表面看到的菱形碳布就是Spread Tow Fiber除了以上提及的部分，C68還使用了一項(xiàng)自行車業(yè)內(nèi)極少使用的納米技術(shù)。

碳纖維車架在使用碳布鋪疊完成后需要經(jīng)過(guò)多道工序，其中有數(shù)道工序都是為了同一個(gè)目的：排除氣體和褶皺。也因此碳布中除了碳絲及連接碳絲的樹(shù)脂，不允許存在其它物質(zhì)，因?yàn)檫@會(huì)影響碳布的平滑度使得碳布之間存在空隙，影響碳絲的平直性和碳布之間的彼此“借力”。這時(shí)納米技術(shù)就有用武之地了，CUBE在樹(shù)脂中加入了納米顆粒，由于顆粒是納米級(jí)的并不會(huì)影響碳布之間的貼合，也就避免了車架因此產(chǎn)生氣泡和褶皺。由于納米顆粒的存在，在車架受到?jīng)_擊力時(shí)能增加沖擊力的傳導(dǎo)距離并吸收沖擊力，降低車架的破損風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)提高車架的強(qiáng)度、剛性及舒適性。這個(gè)原理有些類似于鋼筋混泥土中除了鋼筋、水泥外還要加入石子的道理。

得益于這些技術(shù)的運(yùn)用，C68車架除了常規(guī)的剛性、強(qiáng)度、舒適性的全面提升，幾乎不被其它品牌提及的車架抗撞擊能力這一性能也大大提升。這就是CUBE的C68技術(shù)！

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責(zé)任編輯：spp